Институт Фраунгофера представил на выставке Hannover Messe материал для биполярных электродов

Исследователи перенесли технологию с топливных элементов на литиевые батареи, разработав новый способ упаковки элементов аккумулятора.

Группа немецких исследователей из Института экологических технологий, безопасности и энергетики им. Фраунгофера ( UMSICHT) перенесла технологию с топливных элементов на литиевые батареи, разработав новый способ упаковки элементов батареи.

Новый способ упаковки элементов батареи

Использование биполярных электродов позволяет экономить до 80% неактивных материалов, необходимых для внутреннего соединения элементов, и занимать его активным материалом, тем самым увеличивая плотность энергии аккумулятора .

Будь то в энергоснабжении, будь то в электромобиле: современные аккумуляторные системы основаны на большом количестве взаимосвязанных отдельных элементов - что имеет недостатки с точки зрения эффективности и производства. Биполярные аккумуляторные конструкции, однако, складывают отдельные элементы в компактный стек. Новые гибкие и чрезвычайно тонкие биполярные пластины позволяют экономически выгодно производить батареи. 

Обычные аккумуляторные системы чрезвычайно сложны: они обычно состоят из нескольких отдельных элементов, соединенных кабелями. Это не только дорого, но также существует опасность возникновения горячих точек, то есть областей, в которых идет большой нагрев. Кроме того: каждая из этих клеток должна быть упакована.

Поэтому большая часть батареи изготовлена ​​из неактивного материала, который не влияет на производительность батареи.

Биполярные батареи предназначены для решения этой проблемы: в их случае отдельные элементы соединяются друг с другом с помощью плоских биполярных пластин. Однако здесь есть и другие проблемы. Потому что биполярные пластины либо изготовлены из металла и поэтому подвержены коррозии. Или они сделаны из смеси пластмассы и углерода.
Исследователи из Института экологических, безопасных и энергетических технологий Фраунгофера UMSICHT в Оберхаузене в настоящее время разработали альтернативу.

 "Мы изготавливаем биполярные пластины из электропроводящих полимеров", - говорит д-р инж. Анна Греве, начальник отдела Fraunhofer UMSICHT. "Таким образом, мы можем изготавливать очень тонкие пластины и экономить более 80 процентов материала по сравнению с обычными ячейками, соединенными кабелем".

Кроме того, материал обладает многими другими преимуществами.  Он устойчив к внутренним повреждениям, кроме того, ему можно придать нужную форму. И новые биполярные пластины могут быть сварены так, чтобы получающаяся система батареи была абсолютно герметичной.

В отличие от этого, обычные биполярные пластины непригодны для сварки из-за термической и механической нагрузки материала во время производства. 

Еще одно преимущество нового материала: исследователи могут адаптировать свойства биполярных пластин к соответствующим требованиям.
Сложность задачи заключалась прежде всего в разработке материала и производственном процессе. 
 

"Мы используем коммерчески доступные полимеры и графиты. Но секрет кроется в рецепте ", - говорит Греве. Поскольку материал состоит из около 80 процентов графита и только около 20 процентов пластмасс, процессы обработки имеют мало общего с обычной обработкой пластмасс. 

Исследовательская группа Fraunhofer UMSICHT определилась с процессом, который обеспечивает экономически эффективное производство, и адаптировала его с большим количеством ноу-хау. Наконец, ингредиенты в полученных пластинах должны быть равномерно распределены, с другой стороны, пластинки должны быть механически стабильными и полностью герметичными. Это было нелегко из-за первоначальной структуры материалов. Но эксперты также смогли справиться с этой задачей. 

Еще одно преимущество процесса: пластины могут быть изготовлены в любом размере. Исследователи уже могут производить большое количества образцов новых биполярных пластин: вместе с SAUERESSIG GmbH + Co. KG. Проект финансировался Федеральным министерством экономики и Energie BMWi. опубликовано econet.ru  

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet